CATIA曲面设计详解-课件.ppt
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- CATIA 曲面 设计 详解 课件
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1、第第7 7章章曲面设计曲面设计7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 生成线框元素的工具生成线框元素的工具7.37.3生成曲面生成曲面7.4 7.4 曲面编辑和修改曲面编辑和修改7.5 7.5 曲线、曲面分析功能简介曲线、曲面分析功能简介7.6 7.6 曲线曲面设计工具和混合设计曲线曲面设计工具和混合设计7.7 7.7 曲面设计实例曲面设计实例习题习题 7.1概述概述CATIA机械设计配置机械设计配置MD2中包括线框和曲面模块中包括线框和曲面模块WFS(WireframeandSurface),混合设计配置,混合设计配置HD2(HybridDesign)中除包括中除包括WFS模块外,还包括创成
2、模块外,还包括创成式外形设计模块式外形设计模块GSD(GenerativeShapeDesign)。)。两个模块均提供了完备的曲线和曲面生成、修改和两个模块均提供了完备的曲线和曲面生成、修改和分析工具。与分析工具。与WFS模块相比,模块相比,GSD增加了曲面倒圆增加了曲面倒圆角以及曲面拔模角、曲率分析工具,并且在某些功角以及曲面拔模角、曲率分析工具,并且在某些功能上有所加强。能上有所加强。择择菜单【择择菜单【Start】【Shape】【GeneralShapeDesign】,进入外形设计模块;或者择择菜单【】,进入外形设计模块;或者择择菜单【Start】【MechanicalDesignSha
3、pe】【WireframeandSurface】,】,进入线框和曲面模块;也可以从图进入线框和曲面模块;也可以从图7-1所示所示Workbench中选择中选择WireframeandSurface或或GeneralShapeDesign图标,图标,进入线框和曲面或外形设计进入线框和曲面或外形设计模块。两模块产生的文件后模块。两模块产生的文件后缀是缀是“.CATPart”。图图7-17.2生成线框元素的工具生成线框元素的工具 图图7-2所示为生成线框元素工具的【所示为生成线框元素工具的【Wireframe】及其下级工具栏。及其下级工具栏。图图7-2【Wireframe】及其下级工具栏】及其下级工
4、具栏 7.2.1 生成点生成点 该图标该图标的功能是的功能是生成点。可以通过输入点的坐标、在曲线、生成点。可以通过输入点的坐标、在曲线、平面或曲面上取点、获取圆心点、与曲线相切的点以及两点平面或曲面上取点、获取圆心点、与曲线相切的点以及两点之间据距比例系数等方式生成点。之间据距比例系数等方式生成点。单击该图标,弹出如图单击该图标,弹出如图7-3所所示定义点的对话框。通过示定义点的对话框。通过Pointtype下拉列表可以选择生成点的方法。下拉列表可以选择生成点的方法。图图7-3生成点的对话框生成点的对话框1.通过坐标确定点通过坐标确定点 选择图选择图7-3所示对话框所示对话框Pointtype
5、域的域的Coordinates项,对话项,对话框改变为图框改变为图7-4的形式。分别在对话框的的形式。分别在对话框的X、Y、Z域输入相对域输入相对于参考点(于参考点(ReferencePoint)的)的X、Y、Z坐标值,单击坐标值,单击OK按按钮,即可得到该点。钮,即可得到该点。参考点可以是坐标原点参考点可以是坐标原点或已有对象的点,默认的参或已有对象的点,默认的参考点是坐标原点。考点是坐标原点。图图7-4通过坐标确定点的对话通过坐标确定点的对话2.在曲线上取点在曲线上取点 选择图选择图7-3所示对话框所示对话框Pointtype域的域的Oncurve项,对话框改项,对话框改变为图变为图7-5
6、的形式。的形式。该对话框各项的含义如下:该对话框各项的含义如下:图图7-5在曲线上取点的对话框在曲线上取点的对话框(1 1)Curve:单击该域,选择曲线。单击该域,选择曲线。(2 2)Distanceoncurve:若该按钮为开,根据距离确定点。:若该按钮为开,根据距离确定点。(3 3)Ratioofcurvelength若该按钮为开,根据长度比例系数确定点。若该按钮为开,根据长度比例系数确定点。(4 4)Length/Ratio:若根据距离方式取点,该项为长度,若据距长度比例:若根据距离方式取点,该项为长度,若据距长度比例系数取点,该项为系数。系数取点,该项为系数。(5 5)Geodesi
7、c:若该按钮为开,距离为曲线距离(弧长)。:若该按钮为开,距离为曲线距离(弧长)。(6 6)Euclidean:若该按钮为开,距离为直线距离。:若该按钮为开,距离为直线距离。(7 7)Nearestextremity:单击该按钮,距离参考点最近的那个端点为生成:单击该按钮,距离参考点最近的那个端点为生成的点。的点。(8 8)Middlepoint:单击该按钮,曲线的中点为生成的点。:单击该按钮,曲线的中点为生成的点。(9 9)ReferencePoint:单击该域,输入距离的参考点,默认的参考点是曲:单击该域,输入距离的参考点,默认的参考点是曲线的端点。线的端点。(1010)ReverseDi
8、rection:单击该按钮,另一个端点为参考点:单击该按钮,另一个端点为参考点(1111)RepeatobjectafterOK:若该按钮为开,可以在此命令结束后多次重:若该按钮为开,可以在此命令结束后多次重复生成点的命令。重复的次数在弹出的对话框中输入,参数作相应调整。复生成点的命令。重复的次数在弹出的对话框中输入,参数作相应调整。例如在例如在Length域输入域输入30,单击,单击Apply按钮,结果见图按钮,结果见图7-5。3在平面上取点在平面上取点 选择图选择图7-3所示对话框所示对话框Pointtype域的域的Onplane项,对话框项,对话框改变为图改变为图7-6的形式。的形式。分
9、别在对话框的分别在对话框的Plane、H、V、ReferencePoint域输入域输入平面、平面、H、V坐标值坐标值以及参考点,单击以及参考点,单击OK按钮,即可得到该点,按钮,即可得到该点,也可以直接用鼠标在也可以直接用鼠标在平面上取点。参考点平面上取点。参考点可以是平面上的任意可以是平面上的任意点,默认的参考点是点,默认的参考点是坐标原点坐标原点。图图7-6在平面上取点的对话框在平面上取点的对话框4.在曲面上取点在曲面上取点 选择图选择图7-3所示对话框所示对话框Pointtype域的域的Onsurface项,对话框项,对话框改变为图改变为图7-7的形式。的形式。图图7-7在曲面上曲点的对
10、话框在曲面上曲点的对话框 分别在对话框的分别在对话框的Surface、Direction、Distance、ReferencePoint域输入曲面、方向、距离值以及参考点,单域输入曲面、方向、距离值以及参考点,单击击OK按钮,即可得到该点,也可以直接用鼠标在曲面上取点。按钮,即可得到该点,也可以直接用鼠标在曲面上取点。参考点可以是曲面上的任意点,默认的参考点是曲面中心。参考点可以是曲面上的任意点,默认的参考点是曲面中心。5.生成圆心点生成圆心点 选择图选择图7-3所示对话框所示对话框Pointtype域的域的Circlecenter项,对话项,对话框改变为图框改变为图7-8的形式。在对话框的的
11、形式。在对话框的Circle域输入圆或圆弧,域输入圆或圆弧,单击单击OK按钮,即可得到该园或圆弧的圆心点。按钮,即可得到该园或圆弧的圆心点。图图7-8生成点对话框生成点对话框-Circlecenter选项选项6生成给定切线方向的曲线上的切点生成给定切线方向的曲线上的切点 选择图选择图7-3所示对话框所示对话框Pointtype域的域的Tangentoncurve项,项,对话框改变为图对话框改变为图7-9的形式。在对话框的的形式。在对话框的Circle、Direction域域输入曲线和方向,单击输入曲线和方向,单击OK按钮,即可得到给定切线方向的该按钮,即可得到给定切线方向的该曲线上的切点。曲线
12、上的切点。图图7-9生成给定方向的曲线切点的对话框生成给定方向的曲线切点的对话框7据距比例系数生成两点(连线)之间的一个点据距比例系数生成两点(连线)之间的一个点选择图选择图7-3所示对话框所示对话框Pointtype域的域的Between项,对话框改变为项,对话框改变为图图7-10的形式。在对话框的的形式。在对话框的Point1、Point2、Ratio域分别输域分别输入两个点和一个系数值,单击入两个点和一个系数值,单击OK按钮,即可得到两点之间据按钮,即可得到两点之间据距比例系数确定一个点。距比例系数确定一个点。图图7-10生成两点之间一个点的对话框生成两点之间一个点的对话框8.生成极点生
13、成极点 按照给定的方向,根据最大或最小距离规则在曲线、曲面按照给定的方向,根据最大或最小距离规则在曲线、曲面或形体上搜寻出极大或极小元素(点、边或表面)。或形体上搜寻出极大或极小元素(点、边或表面)。单击该图标,弹出图单击该图标,弹出图7-11所示对话框。对话框各项的含所示对话框。对话框各项的含义如下:义如下:(1)Element域:输入曲线、曲面或形体,输入元素的种类不域:输入曲线、曲面或形体,输入元素的种类不同,需要输入方向的数量就可能不同。同,需要输入方向的数量就可能不同。(2)Direction:输入一个方向。输入一个方向。(3)Max:单击控制钮,在指定方向上生成最上的点或元素。:单
14、击控制钮,在指定方向上生成最上的点或元素。(4)Min:单击控制钮,选择了在前面输入方向上最下的点:单击控制钮,选择了在前面输入方向上最下的点或元素。或元素。(5)Direction2和和Direction3:曲面或形体在一个方向的极:曲面或形体在一个方向的极值可能是一条线,此时需要再输入一个或两个方向才能求出值可能是一条线,此时需要再输入一个或两个方向才能求出极值点。极值点。例如,例如,Element域选择了一条曲线,域选择了一条曲线,Direction域选择了域选择了zx平面,即平面,即y轴方向,单击轴方向,单击Max控制按钮,则在曲线上产生沿着控制按钮,则在曲线上产生沿着y轴方向极大值点
15、,如图轴方向极大值点,如图7-11所示。所示。图图7-117-11生成曲线在某方向的极大值点生成曲线在某方向的极大值点 又如图又如图7-12所示,所示,Element域选择了一个曲面,域选择了一个曲面,Direction域域选择了选择了zx平面,即平面,即y轴方向(竖直向上),单击轴方向(竖直向上),单击Max控制按钮,控制按钮,则搜寻到曲面的上表面为则搜寻到曲面的上表面为y方向的极大值面,此时再在方向的极大值面,此时再在Direction2域和域和Direction3域选择了另外两个方向,单击域选择了另外两个方向,单击Max控制按钮,则搜寻到如图控制按钮,则搜寻到如图7-12所示的顶点为极值
16、点。所示的顶点为极值点。图图7-12生成曲面在给定方向的极值点生成曲面在给定方向的极值点9.生成极坐标下的极点生成极坐标下的极点 在平面轮廓曲线上搜寻出相对于参考点和轴线的半径,角在平面轮廓曲线上搜寻出相对于参考点和轴线的半径,角度极大或极小值点。度极大或极小值点。单击该图标,弹出图单击该图标,弹出图7-13所示对话框。所示对话框。对话框各项的含义如下:对话框各项的含义如下:(1)Type域:选择搜寻域:选择搜寻的种类,可以是以下四种类型之一:的种类,可以是以下四种类型之一:MinRadius:与参考原点距离最:与参考原点距离最近的点。近的点。MaxRadius:与参考原点距离最:与参考原点距
17、离最远的点。远的点。MinAngle:与参考方向角度最小:与参考方向角度最小的点。的点。MaxAngle:与参考方向角度最:与参考方向角度最 大的点。大的点。图图7-13生成曲线极值点生成曲线极值点的的对话框对话框上述四种情况参考图上述四种情况参考图7-14所示。所示。(2)Contour:输入平面轮廓曲线,注意曲线须闭合,不允许分叉。:输入平面轮廓曲线,注意曲线须闭合,不允许分叉。(3)Support:输入平面轮廓曲线所在的基础平面。:输入平面轮廓曲线所在的基础平面。(4)Origin:输入参考原点。:输入参考原点。(5)Referencedirection:输入参考方向。:输入参考方向。(
18、6)Analysis域:显示分析参数类型和结果。域:显示分析参数类型和结果。图图7-14生成曲线的极坐标极值点类型生成曲线的极坐标极值点类型7.2.2生成直线生成直线 该该功能是功能是生成直线。可以通过输入直线的端点、起点和直生成直线。可以通过输入直线的端点、起点和直线方向、与给定曲线的切线成一定角度、曲线的切线、曲面线方向、与给定曲线的切线成一定角度、曲线的切线、曲面的法线以及角平分线等方式生成直线。的法线以及角平分线等方式生成直线。单击该图标,弹出如图单击该图标,弹出如图7-15所示定义直线的对话框。通过所示定义直线的对话框。通过Linetype下拉列表可以选择生成直线的方法。下拉列表可以
19、选择生成直线的方法。图图7-15生成直线对话框生成直线对话框1通过两个点生成直线通过两个点生成直线 选择图选择图7-15所示对话框所示对话框Linetype域的域的Point-Point项,对话项,对话框改变为图框改变为图7-16的形式。分别在对话框的的形式。分别在对话框的Point1、Point2、Support、Start、End域输入两点、一个支撑平面或曲面、两域输入两点、一个支撑平面或曲面、两个外延距离值,单击个外延距离值,单击OK按钮,即可得到一个线段。支撑面可按钮,即可得到一个线段。支撑面可以不选,默认的支撑面是经过起始点的平面。以不选,默认的支撑面是经过起始点的平面。图图7-16
20、通过两个点生成直线通过两个点生成直线对话框中各项的含义如下:对话框中各项的含义如下:(1)Point1:输入直线的起点。:输入直线的起点。(2)Point2:输入直线的终点。:输入直线的终点。(3)Support:输入支撑面(曲面或平面),生成的线是起始点连线在支撑:输入支撑面(曲面或平面),生成的线是起始点连线在支撑面上的投影,如果支撑面是平面,投影为直线,如果支撑面是曲面,投面上的投影,如果支撑面是平面,投影为直线,如果支撑面是曲面,投影线可能是曲线。影线可能是曲线。(4)Start:输入起点的外延长值:输入起点的外延长值(从从Point1点开始点开始)。(5)End:输入终点的外延长值:
21、输入终点的外延长值(从从Point2点开始点开始)。(6)Mirroredextent:单击此按钮,则单击此按钮,则Start输入域变成灰色,其值等于输入域变成灰色,其值等于End域值。域值。2通过一个点、方向以及起始界限生成直线通过一个点、方向以及起始界限生成直线 选择图选择图7-15所示对话框所示对话框Linetype域的域的Point-Direction项,对话框改变项,对话框改变为图为图7-17的形式。分别在对话框的的形式。分别在对话框的Point、Direction、Support、Start、End域输入起始点、一个方向、一个支撑平面或曲面、两个外延距离值,域输入起始点、一个方向、
22、一个支撑平面或曲面、两个外延距离值,单击单击OK按钮,即可得到一个线段。支撑面可以不选,默认的支撑面是经按钮,即可得到一个线段。支撑面可以不选,默认的支撑面是经过起始点的平面。过起始点的平面。对话框中各项的含义如下:对话框中各项的含义如下:(1)Point:输入直线的起点。:输入直线的起点。(2)Direction:输入直线的方向,可以选择直线或平面。:输入直线的方向,可以选择直线或平面。(3)ReverseDirection:单击此按钮,线段改变为相反的方向。:单击此按钮,线段改变为相反的方向。其余各项的含义同前。其余各项的含义同前。图图7-17通过一个点、方向以及起始界限生成直线通过一个点
23、、方向以及起始界限生成直线3生成与给定曲线的切线成一定角度的直线或曲线的法线生成与给定曲线的切线成一定角度的直线或曲线的法线 选择图选择图7-15所示对话框所示对话框Linetype域的域的Angle/Normaltocurve项,对话框改变为图项,对话框改变为图7-18的形式。分别在对话框的的形式。分别在对话框的Curve、Support、Point、Angle、Start、End域输入一条参域输入一条参考曲线、一个支撑平面或曲面、起始点、一个角度值、两个考曲线、一个支撑平面或曲面、起始点、一个角度值、两个外延距离值,单击外延距离值,单击OK按钮即可。如果参考曲线在支撑面上,按钮即可。如果参
24、考曲线在支撑面上,起始点在参考曲线上,则生成的直线是和参考曲线在起始点起始点在参考曲线上,则生成的直线是和参考曲线在起始点的切线成给定角度的直线,并且处于支撑面在起始点处的切的切线成给定角度的直线,并且处于支撑面在起始点处的切平面上。平面上。对话框中各项的含义如下:对话框中各项的含义如下:(1)Curve:输入一条曲线。:输入一条曲线。(2)Angle:输入一个角度值。:输入一个角度值。(3)Geometryonsupport:单击此按钮,则生成的是空间直:单击此按钮,则生成的是空间直线在支撑面上的投影。线在支撑面上的投影。(4)NormaltoCurve:单击此按钮,则生成的线是曲线的:单击
25、此按钮,则生成的线是曲线的法线,即法线,即Angle值为值为90度。度。(5)RepeatobjectafterOK:单击此按钮,则应用上面的单击此按钮,则应用上面的输入参数(除角度输入参数(除角度Angle外)再生成多条直线,数目由弹出的外)再生成多条直线,数目由弹出的对话框输入,对话框输入,Angle值分别等于第一个输入角度值乘以倍数。值分别等于第一个输入角度值乘以倍数。其余各项的含义同前。其余各项的含义同前。图图7-18生成与给定曲线的切线成一定角度的直线或曲线的法线生成与给定曲线的切线成一定角度的直线或曲线的法线4生成曲线上一点与曲线相切的直线、曲线外一点生成曲线上一点与曲线相切的直线
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